CN113736279A - 一种纤塑家具板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纤塑家具板材，所述纤塑家具板材由第一纤塑复合材料制得的芯层和第二纤塑复合材料制得的表层组成，其中所述纤塑复合材料为纺织物和塑料混合制备的材料。本发明还公开了这种纤塑家具板材的制备方法。本发明采用特定的纤塑复合材料作为家具板材的原料，纤塑复合材料本身具有比其中的单一组分更优异的力学性能，制得的家具板材力学性能优异，同时主要材料为废弃物，降低了成本的同时对资源得到了充分的回收利用；其制备方法简单易行，便于大规模工业化生产，同时原料环保节能，制得的家具板材性能优异，应用领域广泛。

Description

一种纤塑家具板材及其制备方法

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种纤塑家具板材及其制备方法。

背景技术

随着人们环保意识的加强以及木质资源的减少，家具板材中人造板材越来越常见。传统人造板多是采用木材加工过程中产生的边皮，碎料、刨花、木屑等废料，进行加工处理而制成的板材，但是随着木材资源的逐渐匮乏，木材下脚料也越来越少，价格越来越高，不能满足板材生产的需求。由于我国是农业大国，秸秆是农业生产中的副产物，产量大，成本低，并且含有丰富的纤维素，是制备板材的合适材料，不仅能够变废为宝，保护环境，还能降低人造板材的生产成本；但是秸秆表层具有一层蜡质结构，特别是小麦秸秆、稻草秸秆和玉米秸秆，目前现有去除蜡质结构的方法是进行打磨，效率较低，且成本高，产生的粉尘很容易爆炸；使用秸秆制备板材往往需要添加化学胶剂，应用于家居会对人体的健康造成威胁。

发明内容

为此，本发明的所要解决的技术问题是现有家具板材对木质资源的浪费，以及使用秸秆制备人造板材时效率低，不安全，同时对人体造成威胁的问题，从而提供一种纤塑家具板材及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种纤塑家具板材，所述纤塑家具板材由第一纤塑复合材料制得的芯层和第二纤塑复合材料制得的表层组成；

所述纤塑复合材料为纺织物和塑料混合制备的材料；

所述纤塑复合材料的制备方法为，将成交织状的纺织物破碎、开松、除杂、梳理，得到处理后的纺织纤维；将处理后的纺织纤维与塑料进行减容、混合，得到纤塑混合物；使纤塑混合物中的纤维在塑料中分散并形成界面，得到纤塑复合材料；

其中纺织物为新料、回收料或者是两者的复合物、混纺物及混合物，所述新料包括化纤、植物纤维、动物纤维中的一种或多种的复合物、混纺物及混合物，所述回收料包括旧衣物或纺织加工过程中产生的边角料；

塑料包括PE、PP、PVC、PS、ABS中的一种或多种混合；

处理后的纺织纤维和塑料的质量比为1：0.4-0.8。

具体地纤塑复合材料的制备方法中，所述混合为将处理后的纺织纤维与有机质、塑料在150-200℃、30-150r/min的条件下螺杆混合挤出，所述减容后得到纤塑混合物的密度为1050-1300kg/m³；

所述分散为在无氧、210-220℃的条件下密炼，所述密炼的转子转速为30-60r/min，差速比为0.8-1.2，时间为2-5min。

进一步地，所述纤塑复合材料内还包括总质量10-20wt％的辅料，所述辅料包括填料、木质材料和加工助剂中的一种或多种混合；

其中，所述木质材料包括木粉、稻壳、秸秆中的一种或多种混合物。

所述填料包括石灰石、滑石粉、粉煤灰、建筑垃圾破碎、矿渣、电子线路板破碎中的一种或多种混合物。

所述助剂包括矿物油、植物油、硬脂酸及其衍生物、降解聚烯烃蜡、抗氧化剂、紫外线吸收剂等助剂中的一种或多种混合物。

进一步地，所述芯层的厚度为15-25mm，表层的厚度为2-5mm。

所述第一纤塑复合材料中纺织纤维含量大于第二纤塑复合材料。

本发明还提供上述纤塑家具板材的制备方法，包括如下步骤：

S1：将第一纤塑复合材料和第二纤塑复合材料按比例放入共挤机中共同挤出，得到粗制家具板材；

S2：对粗制家具板材剪裁、砂磨、抛光，得到家具板材成品。

进一步地，所述共同挤出的温度为150-200℃。

本发明技术方案具备以下优点：

(1)本发明采用特定的纤塑复合材料作为家具板材的原料，纤塑复合材料本身具有比其中的单一组分更优异的力学性能，制得的家具板材力学性能优异，同时主要材料为废弃物，降低了成本的同时对资源得到了充分的回收利用；其原料中不含有重金属，也不会释放甲醛，应用在家居中不会对人体的健康造成影响。

(2)本发明家具板材分为芯层和表层，其中芯层控制板材的性能，表层可以根据需要体现不同的颜色和花纹，同时由于其材料相容性好，共挤制得的板材其芯层和表层结合力强，不容易出现两层分离的情况。

(3)本发明制备方法简单易行，便于大规模工业化生产，同时原料环保节能，制得的家具板材性能优异，应用领域广泛。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例中使用的第一纤塑复合材料具体的制备方法为：

(1)将成交织状的纺织物破碎，然后将纺织物打散为蓬松状态重复3次，使用气流分选除去纺织物中的金属碎片和颗粒，最后梳理2次，得到处理后的纺织纤维，所述处理后的纺织纤维体积为纺织物的3倍，为均匀的完全分离的单纤维、或成纱线结构的纤维；

(2)将处理后的纺织纤维、塑料和辅料将在200℃、100r/min的条件下螺杆挤出进行混合并减容，得到块状纤塑混合物，密度为1200kg/m³，然后将纤塑混合物冷却至140℃；其中纺织纤维、塑料、辅料的重量比为1:0.5:0.2。

(3)将纤塑混合物在无氧、210℃的条件下密炼，使得纤维在塑料中分散并形成界面，得到块状纤塑复合材料，所述密炼的转子转速为30r/min，差速比为1.1，时间为5min。

实施例中使用的第二纤塑复合材料具体的制备方法为：

(1)将成交织状的纺织物破碎，然后将纺织物打散为蓬松状态重复3次，使用气流分选除去纺织物中的金属碎片和颗粒，最后梳理2次，得到处理后的纺织纤维，所述处理后的纺织纤维体积为纺织物的3倍，为均匀的完全分离的单纤维、或成纱线结构的纤维；

(2)将处理后的纺织纤维、塑料和辅料将在200℃、100r/min的条件下螺杆挤出进行混合并减容，得到块状纤塑混合物，密度为1100kg/m³，然后将纤塑混合物冷却至150℃；其中纺织纤维、塑料、辅料的重量比为1:0.8:0.2。

(3)将纤塑混合物在无氧、220℃的条件下密炼，使得纤维在塑料中分散并形成界面，得到块状纤塑复合材料，所述密炼的转子转速为60r/min，差速比为1，时间为2min。

使用的纺织物为服装厂边角料和回收的制服，来源是“二网融合”垃圾分类分拣。

使用的塑料为PE，来源是“二网融合”垃圾分类分拣。

使用的辅料中木质材料为木材加工厂的废木屑，来源是“二网融合”垃圾分类分拣。

填料为常规市售的100目碳酸钙；

助剂包括常规市售的橡胶操作油，硬脂酸及其衍生物、降解聚烯烃蜡、抗氧化剂1010，紫外线吸收剂UV-531；

具体使用辅料中各组分的质量比为废木屑：碳酸钙：橡胶操作油：硬脂酸：降解聚烯烃蜡：抗氧化剂：紫外线吸收剂为10:5:1:1:1:1:1。

实施例1

本实施例提供一种纤塑家具板材，其原料为纤塑复合材料，具体制备方法如下：

(1)将第一纤塑复合材料和第二纤塑复合材料按10:1的比例放入共挤机中在150℃下共同挤出，得到芯层的厚度为20mm，表层的厚度为2mm粗制家具板材；

(2)对粗制家具板材剪裁、砂磨、抛光，得到家具板材成品。

实施例2

本实施例提供一种纤塑家具板材，其原料为纤塑复合材料，具体制备方法如下：

(1)将第一纤塑复合材料和第二纤塑复合材料按15:4的比例放入共挤机中在200℃下共同挤出，得到芯层的厚度为15mm，表层的厚度为4mm粗制家具板材；

(2)对粗制家具板材剪裁、砂磨、抛光，得到家具板材成品。

实施例3

本实施例提供一种纤塑家具板材，其原料为纤塑复合材料，具体制备方法如下：

(1)将第一纤塑复合材料和第二纤塑复合材料按5:1的比例放入共挤机中在180℃下共同挤出，得到芯层的厚度为25mm，表层的厚度为5mm粗制家具板材；

(2)对粗制家具板材剪裁、砂磨、抛光，得到家具板材成品。

试验例

对本发明实施例和对比例制得的纤塑复合材料以及来源自燕山石化1300J的PE新料(注塑瓶盖用)和矿泉水瓶盖的再生PE进行性能测试，其测试结果如下表1所示：

表1实施例的家具板材的性能测试结果

从上表可以看出，各实施例其性能效果优异，制备成的家具板材和其中单一组分再生PE以及PE新料相比，其性能远远高于对方，同时本申请各实施例中，表层和芯层结合紧密，没有开裂的问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种纤塑家具板材，其特征在于，所述纤塑家具板材由第一纤塑复合材料制得的芯层和第二纤塑复合材料制得的表层组成；

所述纤塑复合材料为纺织物和塑料混合制备的材料；

所述纤塑复合材料的制备方法为，将成交织状的纺织物破碎、开松、除杂、梳理，得到处理后的纺织纤维；将处理后的纺织纤维与塑料进行减容、混合，得到纤塑混合物；使纤塑混合物中的纤维在塑料中分散并形成界面，得到纤塑复合材料。

2.根据权利要求1所述的家具板材，其特征在于，所述纤塑复合材料内还包括总质量10-20wt％的辅料，所述辅料包括填料、木质材料和加工助剂中的一种或多种混合。

3.根据权利要求1或2所述的纤塑家具板材，其特征在于，所述芯层的厚度为15-25mm，表层的厚度为2-5mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的纤塑家具板材，其特征在于，所述第一纤塑复合材料中纺织纤维含量大于第二纤塑复合材料。

5.权利要求1-4任一项所述的纤塑家具板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将第一纤塑复合材料和第二纤塑复合材料按比例放入共挤机中共同挤出，得到粗制家具板材；

S2：对粗制家具板材剪裁、砂磨、抛光，得到家具板材成品。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述共同挤出的温度为150-200℃。